2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/环氧树脂光固化树脂的制备及其涂膜性能研究

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紫外光(UV)固化技术是整个涂料工业中发展最快的领域,具有低毒性、原料价格低、固化快、配方简单和操作方便等诸多优点。本文对光化学、光引发剂、感光树脂、UV固化等的研究进展进行了综述。采用UV固化技术可以使含有不饱和官能团的活性单体、预聚物在光引发剂的作用下进行光聚合反应而发生交联。光引发剂的主要作用是吸收光能,并经过化学变化产生活性中间体,常见的有自由基型和阳离子型两大类。环氧丙烯酸树脂(EA)在辐射固化领域中是一种重要的感光树脂,其中双酚A型环氧丙烯酸树脂的应用最为广泛。但是,EA的合成温度较高,即使采用催化剂也要在100℃左右才能快速地反应。本文着重研究了与该种树脂有着相似的聚合机理,反应活性更高,合成条件较温和的环氧磺酸酯树脂的合成工艺,讨论了原料配比、反应温度、阻聚剂及溶剂等因素对双酚A型环氧磺酸酯预聚物树脂性能的影响;并通过正交试验确定了最佳反应条件:环氧树脂/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸以等摩尔比投料,在70℃、0.2%wt对苯二酚条件下反应5h即可。通过酸值和环氧值的测定,研究了上述各因素对2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)转化率的影响。研究结果表明环氧树脂与AMPS的反应是一级动力学反应,表观活化能为9.76KJ/mol。采用红外光谱对合成的预聚物进行了结构表征。试验中将合成的双酚A型环氧磺酸酯作为预聚物与活性单体配合使用,该体系可以在很短的时间内发生固化。对试验制备的光固化膜的性能进行了评估,测试了涂膜的硬度,附着力以及凝胶率,还对固化膜的耐化学介质性能和玻璃化温度进行了测定。研究结果显示,本研究制备的双酚A型环氧磺酸酯作为预聚物与活性单体配制的光固化涂料,光固化效果好,固化膜具有与基材附着力好,膜具有硬度佳,玻璃化温度高的性能。
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